DE102018102720B4 - strut bearing - Google Patents

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Abstract

Federbeinlager für Kraftfahrzeuge, mit einem ringförmigen Gehäuse (10), das eine drehfest mit einem Fahrzeugaufbau verbindbare obere Halbschale (12) und eine zur Abstützung auf einer Feder (20) des Federbeins ausgebildete untere Halbschale (14) aufweist und ein Wälzlager (22), über das sich die obere Halbschale (12) drehbar auf der unteren Halbschale (14) abstützt sowie mindestens ein Gleitlager (28, 30) aufnimmt, das wirkungsmäßig parallel zu dem Wälzlager (22) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gleitlager (28) ein Axiallager ist und dass das Wälzlager (22) und das Gleitlager (28) so konfiguriert sind, dass bei normaler Belastung des Federbeinlagers die axialen und radialen Lagerkräfte vorwiegend durch das Wälzlager (22) aufgenommen werden, während bei stärkerer Belastung auch das Gleitlager (28) wirksam wird.Suspension strut bearing for motor vehicles, with an annular housing (10) which has an upper half-shell (12) which can be connected in a rotationally fixed manner to a vehicle body and a lower half-shell (14) which is designed to be supported on a spring (20) of the suspension strut, and a roller bearing (22), via which the upper half-shell (12) is rotatably supported on the lower half-shell (14) and accommodates at least one plain bearing (28, 30) which is arranged functionally parallel to the roller bearing (22), characterized in that the at least one plain bearing ( 28) is an axial bearing and that the roller bearing (22) and the plain bearing (28) are configured in such a way that, under normal loading of the strut bearing, the axial and radial bearing forces are predominantly absorbed by the roller bearing (22), while under heavier loads, the plain bearing as well (28) becomes effective.

Description

Die Erfindung betrifft ein Federbeinlager für Kraftfahrzeuge, mit einem ringförmigen Gehäuse, das eine drehfest mit einem Fahrzeugaufbau verbindbare obere Halbschale und eine zur Abstützung auf einer Feder des Federbeins ausgebildete untere Halbschale aufweist und ein Wälzlager, über das sich die obere Halbschale drehbar auf der unteren Halbschale abstützt, sowie mindestens ein Gleitlager aufnimmt, das wirkungsmäßig parallel zu dem Wälzlager angeordnet ist.The invention relates to a suspension strut bearing for motor vehicles, with an annular housing which has an upper half-shell which can be connected in a torque-proof manner to a vehicle body and a lower half-shell which is designed to be supported on a spring of the suspension strut, and a roller bearing via which the upper half-shell can be rotated on the lower half-shell is supported, and accommodates at least one plain bearing, which is operatively arranged parallel to the roller bearing.

Über solche Federbeinlager stützt sich der Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs auf Federbeinen ab, an denen die Fahrzeugräder aufgehängt sind. Im eingebauten Zustand ist die obere Halbschale drehfest am Fahrzeugaufbau gehalten, während sich die untere Halbschale mittelbar oder unmittelbar auf dem oberen Ende einer Schraubenfeder des Federbeins abstützt. Durch das Lager soll bei Lenkeinschlägen des Rades eine leichtgängige Drehung des Federbeins um seine Längsachse ermöglicht werden.The vehicle body of a motor vehicle is supported via such suspension strut bearings on suspension struts on which the vehicle wheels are suspended. When installed, the upper half-shell is held in a rotationally fixed manner on the vehicle body, while the lower half-shell is supported directly or indirectly on the upper end of a coil spring of the strut. The bearing is intended to enable the spring strut to rotate smoothly about its longitudinal axis when the wheel is turned.

Häufig sind solche Federbeinlager als Wälzlager ausgebildet. Aus JP 2007 - 303 643 A ist jedoch ein Federbeinlager bekannt, bei dem die radialen Lagerkräfte und auch die weitaus größeren axialen Lagerkräfte durch ein Gleitlager aufgenommen werden. WO 2010/ 145 977 A1 beschreibt ein Federbeinlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei dem das Gleitlager eine Radiallager ist.Such suspension strut bearings are often designed as roller bearings. the end JP 2007 - 303 643 A However, a strut bearing is known in which the radial bearing forces and also the much larger axial bearing forces are absorbed by a slide bearing. WO 2010/ 145 977 A1 describes a suspension strut bearing according to the preamble of claim 1, in which the slide bearing is a radial bearing.

DE 10 2005 032 283 B3 beschreibt ein hydrodynamisches Lager, bei dem ein Axial-Gleitlager mit einem Radial-Wälzlager kombiniert ist. DE 10 2005 032 283 B3 describes a hydrodynamic bearing in which an axial plain bearing is combined with a radial roller bearing.

Aus US 4 497 523 A ist ein Federbeinlager bekannt, bei dem ein Zwischenraum zwischen zwei Laufringen des Wälzlagers durch zwei elastomere Dichtringe abgedichtet ist, die radial innerhalb und radial außerhalb der Wälzkörper angeordnet sind.the end U.S. 4,497,523 A a suspension strut bearing is known in which a space between two races of the roller bearing is sealed by two elastomeric sealing rings, which are arranged radially inside and radially outside of the rolling elements.

Aufgrund der während der Fahrt des Kraftfahrzeugs auftretenden Trägheitskräfte muss das Federbeinlager Axialkräfte und - insbesondere bei Kurvenfahrten - auch radiale Kräfte aufnehmen, die in einem weiten Bereich variieren können, so dass die Komponenten des Federbeinlagers eine hohe mechanische Stabilität aufweisen müssen.Due to the inertial forces occurring while driving the motor vehicle, the strut bearing must absorb axial forces and—particularly when cornering—also radial forces, which can vary over a wide range, so that the components of the strut bearing must have high mechanical stability.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kleinbauendes und leichtes und dennoch stabiles Federbeinlager schaffen.The object of the invention is to create a small and lightweight yet stable suspension strut bearing.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1 .

Da bei dem erfindungsgemäßen Lager zumindest bei hoher Belastung Teile der auftretenden Lagerkräfte von dem Gleitlager aufgenommen werden können, bestehen geringere Anforderungen an die Verformungssteifigkeit des Wälzlagers, so dass dieses Wälzlager und damit das Federbeinlager insgesamt kleinbauender und leichter gestaltet werden kann. Andererseits erlaubt das Wälzlager eine leichtgängige Verdrehung der beiden Halbschalen relativ zueinander.Since in the bearing according to the invention parts of the bearing forces occurring can be absorbed by the plain bearing at least under high loads, there are lower demands on the deformation resistance of the roller bearing, so that this roller bearing and thus the strut bearing can be made smaller and lighter overall. On the other hand, the roller bearing allows the two half-shells to rotate easily relative to one another.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements of the invention are specified in the dependent claims.

Die Gleitflächen des Gleitlagers können unmittelbar an den beiden Halbschalen gebildet sein, die beispielsweise aus Kunststoff hergestellt sein können. In einer anderen Ausführungsform ist zwischen den beiden Halbschalen mindestens ein Gleitring angeordnet, der zusammen mit einer der beiden Halbschalen oder wahlweise auch zusammen mit einem zweiten Gleitring das Gleitlager bildet. Diese Bauweise erlaubt es, das Material der Halbschalen im Hinblick auf eine hohe mechanische Festigkeit auszuwählen, während das Material des oder der Gleitringe im Hinblick auf eine Materialpaarung mit besonders günstigen Reibungseigenschaften ausgewählt werden kann.The sliding surfaces of the plain bearing can be formed directly on the two half-shells, which can be made of plastic, for example. In another embodiment, at least one slide ring is arranged between the two half-shells, which forms the slide bearing together with one of the two half-shells or optionally also together with a second slide ring. This construction allows the material of the half-shells to be selected with regard to high mechanical strength, while the material of the slide ring or rings can be selected with regard to a material pairing with particularly favorable friction properties.

In einer Ausführungsform nimmt das Gehäuse mindestens zwei Gleitlager auf, von denen mindestens eines vorwiegend als Axiallager und mindestens ein anderes vorwiegend als Radiallager arbeitet.In one embodiment, the housing accommodates at least two plain bearings, of which at least one primarily works as an axial bearing and at least one other primarily as a radial bearing.

Die beiden Halbschalen des Gehäuses können in bekannter Weise miteinander verclipst sein und können Dichtungen, beispielsweise Labyrinthdichtungen aufweisen, die den Innenraum des Gehäuses am inneren Umfangsrand und am äußeren Umfangsrand abdichten, wodurch sowohl das Wälzlager als auch das oder die Gleitlager gegen das Eindringen von Schmutz und das Austreten von Schmiermittel geschützt werden. Das als Radiallager wirkende Gleitlager bietet dabei den Vorteil, dass es die relativ zueinander drehbaren Teile der Dichtungen an den beiden Halbschalen in einer definierten radialen Position relativ zueinander hält, so dass bei radialer Belastung ein Stick-Slip-Effekt vermieden wird, der andernfalls leicht auftreten durch die Eigenschwingungen der Feder des Federbeins verstärkt werden könnte, ein Phänomen, das zu einer unangenehmen Geräuschbildung führt und bei herkömmlichen Lagern als „Federspringen“ bekannt ist.The two half-shells of the housing can be clipped together in a known manner and can have seals, for example labyrinth seals, which seal the interior of the housing on the inner peripheral edge and on the outer peripheral edge, whereby both the roller bearing and the plain bearing or bearings are protected against the ingress of dirt and be protected against the escape of lubricant. The plain bearing acting as a radial bearing offers the advantage that it holds the parts of the seals on the two half-shells that can rotate relative to one another in a defined radial position relative to one another, so that a stick-slip effect is avoided under radial load, which otherwise easily occurs could be amplified by the natural vibrations of the spring of the strut, a phenomenon that leads to an unpleasant noise and is known as "spring jumping" in conventional bearings.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.In the following an embodiment is explained in more detail with reference to the drawing.

Es zeigen:

  • 1 einen axialen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Federbeinlager; und
  • 2 einen vergrößerten Teilschnitt durch das Federbeinlager nach 1.
Show it:
  • 1 an axial section through a strut bearing according to the invention; and
  • 2 an enlarged partial section through the suspension strut bearing 1 .

Das in 1 gezeigte Federbeinlager weist ein Gehäuse 10 mit einer oberen Halbschale 12 und einer unteren Halbschale 14 auf. Die obere Halbschale 12 umgibt das obere Ende eines nicht gezeigten Stoßdämpfers und ist ebenso wie dieses Ende des Stoßdämpfers starr an einem Lagerbock 16 des Fahrzeugaufbaus befestigt, so dass sich der Fahrzeugaufbau beispielsweise über Gummipuffer 18 und den Lagerbock 16 auf der oberen Halbschale 12 abstützt. Die untere Halbschale 14 bildet ein Widerlager für eine Schraubenfeder 20, die den Stoßdämpfer umgibt und zusammen mit diesem Stoßdämpfer das Federbein bildet.This in 1 The suspension strut bearing shown has a housing 10 with an upper half-shell 12 and a lower half-shell 14 . The upper half-shell 12 surrounds the upper end of a shock absorber (not shown) and, like this end of the shock absorber, is rigidly attached to a bearing block 16 of the vehicle body, so that the vehicle body is supported on the upper half-shell 12, for example via rubber buffers 18 and the bearing block 16. The lower half-shell 14 forms an abutment for a helical spring 20 which surrounds the shock absorber and together with this shock absorber forms the strut.

Die oberen und unteren Halbschalen 12, 14 sind um eine im wesentlichen vertikale Achse A relativ zueinander drehbar, so dass sich das Federbein bei Lenkeinschlägen des daran aufgehängten Rades leichtgängig um die Achse A drehen kann, während das Gewicht des Fahrzeugaufbaus über das Federbeinlager auf der Schraubenfeder abgestützt wird.The upper and lower half-shells 12, 14 can be rotated relative to one another about a substantially vertical axis A, so that the suspension strut can rotate easily about the axis A when the wheel suspended from it is turned, while the weight of the vehicle body is supported by the suspension strut bearing on the coil spring is supported.

Das Gehäuse 10 nimmt ein Wälzlager 22 auf, das als Axial- und Radiallager konfiguriert ist und zwei Laufringe 24 aus Metall mit jeweils viertelkreisförmigem Querschnitt aufweist, zwischen denen Wälzkörper 26 (Kugeln) gelagert sind.The housing 10 accommodates a roller bearing 22, which is configured as a thrust and radial bearing and has two races 24 made of metal, each with a quadrant-shaped cross-section, between which rolling elements 26 (balls) are mounted.

Der obere der beiden Laufringe 24 stützt sich an einer daran angepassten Kontur an der oberen Wand und der inneren Umfangswand der oberen Halbschale 12 ab, während sich der andere Laufring 24 an einer entsprechenden Kontur an der äußeren Umfangswand und der unteren Wand der Halbschale 14 abstützt.The upper of the two races 24 is supported on a contour adapted thereto on the top wall and the inner peripheral wall of the upper half-shell 12, while the other race 24 is supported on a corresponding contour on the outer peripheral wall and the bottom wall of the half-shell 14.

Die Halbschalen 12, 14 des Gehäuses 10 sind aus einem verformungssteifen Kunststoffmaterial hergestellt. Die Außenwand der unteren Halbschale 14 ist verdickt, und zwischen der Oberseite dieser Außenwand und der Unterseite der oberen Wand der Halbschale 12 wird ein als Axiallager wirkendes Gleitlager 28 gebildet. In diesem Beispiel ist das Gleitlager 28 symbolisch als Gleitring dargestellt, der aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein kann, das mit dem Material der Halbschale 12 und/oder der Halbschale 14 eine reibungsgünstige Materialpaarung bildet. Wahlweise können die Gleitflächen des Gleitlagers jedoch auch unmittelbar durch die entsprechenden Wände der Halbschalen 12 und 14 gebildet werden.The half-shells 12, 14 of the housing 10 are made of a deformation-resistant plastic material. The outer wall of the lower half-shell 14 is thickened, and between the upper side of this outer wall and the underside of the upper wall of the half-shell 12 a plain bearing 28 acting as an axial bearing is formed. In this example, the slide bearing 28 is shown symbolically as a sliding ring, which can be made of a plastic material that forms a low-friction material pairing with the material of the half-shell 12 and/or the half-shell 14 . Optionally, however, the sliding surfaces of the sliding bearing can also be formed directly by the corresponding walls of the half-shells 12 and 14.

Die radial inneren Wände der Halbschalen 12 und 14 sind nach unten verlängert und bilden einen Zentrierkörper für die Feder 20. Weiterhin wird zwischen diesen Wänden ein weiteres Gleitlager 30 gebildet, das als Radiallager wirkt und analog zu dem Gleitlager 28 ausgebildet sein kann.The radially inner walls of the half-shells 12 and 14 are extended downwards and form a centering body for the spring 20. Furthermore, another slide bearing 30 is formed between these walls, which acts as a radial bearing and can be designed analogously to the slide bearing 28.

Erfindungsgemäß werden bei normaler Belastung des Federbeinlagers die axialen und radialen Lagerkräfte vorwiegend durch das Wälzlager 22 aufgenommen, während an den Gleitlagern 28 und 30 nur eine sehr geringe Flächenpressung auftritt und somit kaum ein Reibungswiderstand erzeugt wird. Wenn jedoch bei stärkerer Belastung das Wälzlager 22 etwas nachgibt, wird je nach Wirkrichtung der Last auch das Gleitlager 28 und/oder das Gleitlager 30 wirksam.According to the invention, the axial and radial bearing forces are primarily absorbed by the roller bearing 22 during normal loading of the strut bearing, while the plain bearings 28 and 30 only have a very low surface pressure and thus hardly any frictional resistance is generated. If, however, the roller bearing 22 gives way somewhat under a greater load, the sliding bearing 28 and/or the sliding bearing 30 will also become effective, depending on the effective direction of the load.

Die Gleitlager 28 und 30 wirken zugleich als Dichtungen, die den von dem Wälzlager 22 eingenommenen Innenraum des Gehäuses abdichten.The slide bearings 28 and 30 also act as seals which seal off the interior of the housing occupied by the roller bearing 22 .

Die äußere Umfangswand der oberen Halbschale 12 bildet am unteren Rand eine Rastnase 34, die die untere Halbschale 14 untergreift, so dass die Halbschalen miteinander verclipst werden können. Zugleich bilden die in geringem Abstand zueinander verlaufenden äußeren Umfangswände der beiden Halbschalen 12, 14 eine Art Labyrinthdichtung, die den von dem Gleitlager 28 eingenommenen Raum nach außen abdichtet. Entsprechend sind auch an den nach unten verlängerten inneren Umfangswänden der Halbschalen 12, 14 ineinandergreifende Labyrinthstrukturen 36 gebildet, die auch den von dem Gleitlager 30 eingenommenen Raum nach außen abdichten.The outer peripheral wall of the upper half-shell 12 forms a latching lug 34 at the lower edge, which engages under the lower half-shell 14 so that the half-shells can be clipped together. At the same time, the outer peripheral walls of the two half-shells 12, 14, which run at a small distance from one another, form a kind of labyrinth seal which seals off the space occupied by the plain bearing 28 from the outside. Correspondingly, interlocking labyrinth structures 36 are also formed on the downwardly extended inner peripheral walls of the half-shells 12, 14, which also seal off the space occupied by the plain bearing 30 from the outside.

Claims (9)

Federbeinlager für Kraftfahrzeuge, mit einem ringförmigen Gehäuse (10), das eine drehfest mit einem Fahrzeugaufbau verbindbare obere Halbschale (12) und eine zur Abstützung auf einer Feder (20) des Federbeins ausgebildete untere Halbschale (14) aufweist und ein Wälzlager (22), über das sich die obere Halbschale (12) drehbar auf der unteren Halbschale (14) abstützt sowie mindestens ein Gleitlager (28, 30) aufnimmt, das wirkungsmäßig parallel zu dem Wälzlager (22) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gleitlager (28) ein Axiallager ist und dass das Wälzlager (22) und das Gleitlager (28) so konfiguriert sind, dass bei normaler Belastung des Federbeinlagers die axialen und radialen Lagerkräfte vorwiegend durch das Wälzlager (22) aufgenommen werden, während bei stärkerer Belastung auch das Gleitlager (28) wirksam wird.Suspension strut bearing for motor vehicles, with an annular housing (10) which has an upper half-shell (12) which can be connected in a rotationally fixed manner to a vehicle body and a lower half-shell (14) which is designed to be supported on a spring (20) of the suspension strut, and a roller bearing (22), via which the upper half-shell (12) is rotatably supported on the lower half-shell (14) and accommodates at least one plain bearing (28, 30) which is functionally arranged parallel to the roller bearing (22), characterized in that the at least one plain bearing ( 28) is an axial bearing and that the roller bearing (22) and the plain bearing (28) are configured in such a way that, under normal loading of the strut bearing, the axial and radial bearing forces are predominantly absorbed by the roller bearing (22), while under heavier loads, the plain bearing as well (28) becomes effective. Federbeinlager nach Anspruch 1, bei dem eine Wand einer der Halbschalen (12, 14) einen Teil des Gleitlagers (28, 30) bildet.Suspension strut bearing after claim 1 , in which a wall of one of the half-shells (12, 14) forms part of the plain bearing (28, 30). Federbeinlager nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Halbschalen (12, 14) aus Kunststoff hergestellt sind.Suspension strut bearing after claim 1 or 2 , in which the half-shells (12, 14) are made of plastic. Federbeinlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Wälzlager (22) ein Axial- und Radiallager ist.Suspension strut bearing according to one of the preceding claims, in which the roller bearing (22) is an axial and radial bearing. Federbeinlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3 bei dem das Axiallager radial außerhalb des Wälzlagers (22) angeordnet ist.Suspension strut bearing according to one of Claims 1 until 3 in which the axial bearing is arranged radially outside of the roller bearing (22). Federbeinlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit mindestens einem Radiallager als Gleitlager (30).Suspension strut bearing according to one of the preceding claims, with at least one radial bearing as sliding bearing (30). Federbeinlager nach Anspruch 6, bei dem das Radiallager in einem zwischen den Halbschalen (12, 14) gebildeten, axial verlaufenden Spalt angeordnet ist, der sich an den von dem Wälzlager (22) eingenommenen Innenraum des Gehäuses (10) anschließt.Suspension strut bearing after claim 6 , in which the radial bearing is arranged in an axially extending gap formed between the half-shells (12, 14) and adjoining the interior space of the housing (10) occupied by the roller bearing (22). Federbeinlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Halbschalen (12, 14) am inneren und/oder äußeren Umfangsrand eine Labyrinthdichtung (36) miteinander bilden.Suspension strut bearing according to one of the preceding claims, in which the half-shells (12, 14) form a labyrinth seal (36) with one another on the inner and/or outer peripheral edge. Federbeinlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Halbschalen (12, 14) miteinander verclipsbar sind.Suspension strut bearing according to one of the preceding claims, in which the half-shells (12, 14) can be clipped together.
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